Компоненты волоконно-оптических систем. Белкин М.Е. - 98 стр.

                               98

     Нелинейные искажения
     В общем, фотодиод, как и любой диод, в режиме большого
сигнала является нелинейным прибором. Основными источника-
ми нелинейности в нем считаются пролетные эффекты в области
пространственного заряда (обедненной области), эффект деполя-
ризации при протекании тока в нагрузке [10]. Также стандартным
нелинейным эффектом, используемым, например, в варакторных
умножителях частоты СВЧ диапазона, является нелинейность
вольт-фарадной характеристики обратно смещенного pn-
перехода, которая для случая pin-фотодиода явно заметна на рис.
54. Однако в цифровых ВОСП с типичными уровнями оптиче-
ского сигнала на входе фотоприемного устройства много меньше
1 мВт и токами в нагрузке на уровне единиц мкА фотодиод мож-
но считать линейным элементом. С другой стороны, в различных
типах АВОСП, особенно в многоволновых системах, суммарное
значение входной мощности может достигать нескольких мВт.
При таком режиме работы фотодиода не учитывать влияние его
нелинейности представляется некорректным.
     Вышесказанное подтверждается результатами численного
расчета, представленными на рис. 59 [27]. Анализ производился
для работающего во втором окне прозрачности pin-фотодиода с
диаметром фоточувствительной площадки 20 мкм при подаче оп-
тического излучения, модулированного по интенсивности с глу-
биной модуляции 50% гармоническим сигналом частотой 5 ГГц.
Как следует из рисунка, уровни гармонических искажений в вы-
ходном сигнале становятся существенными даже при оптической
мощности в районе 1 мВт. А именно, при сопротивлении нагруз-
ки 50 Ом (сплошные линии) относительный уровень второй гар-
моники (Н2) составляет -38 дБ, а третьей гармоники (Н3) – -51 дБ.
     Из рисунка также видно, что при увеличении сопротивления
нагрузки до 150 Ом гармонические искажения еще больше воз-
растают (штриховые линии).
     Приведенные выше значения гармонических искажений не-
приемлемы для большинства применений АВОСП. С расширени-
ем фоточувствительной площадки и увеличением толщины обла-
сти пространственного заряда порог возникновения нелинейных